Lise Öğrencisi Kimyasal Tespit Robotunu Geliştiriyor

{h1}

Özerk robot, insan hayatını potansiyel olarak tasarruf ederek kimyasal dökülmelere yol açar ve yanıt verir.

Bu Perde Arkası makalesi Ulusal Bilim Vakfı ile ortaklaşa WordsSideKick.com'a verildi.

"Vay! Bu Legos ile yaptın!", Bu Mayıs ayında Intel Uluslararası Bilim ve Mühendislik Fuarı'nda robotumun çevresinde Kamu Günü'nde kalabalık çocukları haykırdı. Ekranda, bir odayı araştıran mobil, otonom robotum vardı - eğer kimyasal bir döküntü üzerinde hareket ederse, kimyasalları algılayıp yanıtlayacaktır.

Bu teknoloji endüstrideki, güvenlik, terörle mücadele, çevresel algılama ve hatta Mars aramalarında bile uygulamalara sahiptir. Tehlikeli durumlarda kimyasalları arama ve bulma potansiyelinden insanları uzaklaştırarak, bir dizi ucuz robot güvenliğin korunmasına ve hayat kurtarılmasına yardımcı olabilir.

Tasarladığım sensör nispeten basit elektriksel parçalar kullanır: bir uçucu organik bileşiğin varlığında rengi geçici olarak değiştiren gözenekli bir silikon çip ile birlikte bir LED, fotodiyot, op-amp ve dirençler. Bir fan çipi tutan sensör odasına doymuş buharı emer ve LED çipin dışında ve fotodiyottan farklı bir yoğunlukta ışığı fırlatır.

Fotodiyottan gelen voltaj daha sonra amplifiye edilir ve sensörün sinyali olarak robotun mikrobilgisine gönderilir. Sensör devresini oluşturduktan ve fanı ekledikten sonra, hedeflenen kimyasalın neden olduğu sinyal değişikliğinin robot tarafından kolayca görülebilecek kadar büyük olup olmadığını belirlemek için bazı testler yaptım. Değişim, beklentilerimi aştı ve kimyasalları, çok küçük miktarlarda ve konsantrasyonlarda bile tespit edebilecek kadar büyüktü.

Robotik sensörümüzü mümkün kılan teknoloji mentorum UCSD'den Michael Sailor tarafından geliştirildi. Bir NSF hibesi tarafından finanse edilen laboratuvarı, kimyasallar gözeneklere girdiğinde rengi değiştiren gözenekli silikon çipler geliştiriyor.

Sailor'ın birçok doktora sonrası, yüksek lisans ve lisans öğrencisi tıp, çevre ve kimyasal algılama gibi alanlarda bu çipler için uygulamaları araştırıyor. 2007 baharında lisede birinci sınıf olarak grupla tanıştığımda, çipini bir robot üzerine koyma fikrini merak ettim.

Profesör Sailor beni bu yaz laboratuvarında çalışmaya davet etti ve o zamandan beri robotum üzerinde çalışıyorum. Gruptaki ileri bir yüksek lisans öğrencisi olan Anne Ruminski, gözenekli silikon çipleri benim için kazdı ve benden farklı şekillerde cesaretlendirdi. O ve laboratuardaki diğer lisansüstü öğrenciler bana hiçbir şeyin işe yaramayacağı göründüğünde bile sebat etmeyi öğretti ve bu dersi uygulama fırsatı buldum!

Karşılaştığım asıl sorun çip üzerindeki renk değişimini algılayacak kadar iyi görebilen bir sensör geliştirmekti. Herhangi bir devreyi bilmeyen bir lise öğrencisine, çok fazla bir deneme-yanılma dolu öğrenme deneyimi oldu!

Sensörü geliştirme konusunda neredeyse iki yıllık bir çalışmadan sonra, onu inşa ettiğim bir LEGO robot üssüne bağlayabiliyordum ve programların yayınlanması için yazmaya başladım. Kendime LabVIEW dersini vermeliydim, ancak robotumu harekete geçirebildiğim ve iyi performans gösterdiğini gördüğümde, tüm çabalar buna değdi!

Bu sene robotumu, San Francisco Bilim ve Mühendislik Fuarı'nda, Makine Mühendisliği ve Elektrik Mühendisliği alanında birinci sırayı aldığım ve Intel Uluslararası Bilim ve Mühendislik Fuarı'na yapılan bir gezi olan Kıdemli Süpürge Ödülü'nü kazandım.

San Diego Uzay Derneği ve Kadın Mühendisleri Derneği de dahil olmak üzere birçok toplum ve şirket projemi birincilik ödülleriyle tanıdı.

Los Angeles'taki California Eyaleti Bilim Fuarı'nda, projem Elektronik ve Elektromanyetik alanında bir İlk Yer ve Kaliforniya eyaletinde verilen en iyi bilim fuarı Ödülü olan Patricia Beckman Projesi Ödülü'nü kazandı! İsmimin duyulduğunu duyduğumda ve 10,000 dolarlık bir çek almak için sahneye doğru yürüdüğümde, "Vay! Ve bunu Legos'tan yaptım!" Diye düşündüm.

  • Video - LEGO Robotik Tekne Yarışması
  • Resim Galerisi: Kesme Kenarı Robotları

Editörün Notu: Bu araştırma, tüm bilim ve mühendislik alanlarında temel araştırma ve eğitimi finanse etmekle görevli federal kurum olan Ulusal Bilim Vakfı (NSF) tarafından desteklenmiştir. Sahnelerin Arşivi Arşivi'ne bakın.

{{video = "LS_090702_Build_IT2" title = "Video - LEGO Robotik Tekne Yarışması" altyazısı = "Ortaokul ve Lise öğrencileri tarafından tasarlanan, inşa edilen ve işletilen robotlar sualtıyla rekabet ediyor. Bilinen teknolojisiyle tanınan Stevens Institute of Technology'nin ev sahipliği yaptığı etkinlik -Menühendislik programları Kredi: Dave Brody, Rob Goodier, Chris Rodriguez / IMAGINOVA "}}


Video Takviyesi: Öğrencilerin Geliştirdiği 120 Kilometre Hıza Ulaşan Elektrikli Araca Yoğun İlgi.




TR.WordsSideKick.com
Her Hakkı Saklıdır!
Herhangi Bir Malzemenin Çoğaltılabilir Sadece Siteye Aktif Linki Prostanovkoy TR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com